望遠鏡誕生413周年に、ガリレオは望遠鏡でどんな秘密を見たのでしょうか?

2022年8月21日は、人類史上初の望遠鏡が誕生してから413周年を迎えます。 1609年、ガリレオは天体望遠鏡を発明し、それを使って天体を観測しました。 1610年1月7日、ガリレオは自家製の天体望遠鏡を使って木星の4つの衛星を発見しました。これはコペルニクスの理論に決定的な証拠を提供し、コペルニクスの理論の勝利の始まりを示しました。

ガリレオは望遠鏡の助けを借りて、土星の環、太陽黒点、太陽の自転、金星と水星の満ち欠け、月の昼夜および月ごとの秤動、天の川が無数の星で構成されているということなどを発見しました。これらの発見は天文学の新しい時代の到来を告げました。

西暦 1609 年、ヨーロッパの 352 キロ離れた 2 つの都市で、2 つの重大な出来事がほぼ同時に発生しました。まず、38歳のケプラーが『新天文学』という本を出版し、惑星運動の第一法則と第二法則を正式に世界に発表した。 2番目の出来事はイタリアのヴェネツィアで起こりました。 1609年8月21日、イタリアの科学者ガリレオは科学的原理に従って作られた人類史上初の望遠鏡を公開しました。

実は、望遠鏡の秘密を最初に発見したのはガリレオではなく、オランダの眼鏡商人リッペルスハイでした。この人がレンズを作っているとき、凸レンズと凹レンズを組み合わせて外を見ると、遠くの物が近づいてきました。

ガリレオはこの発見に非常に興味を持ちました。彼は数学的計算を用いて、どのようなレンズを使用し、それらをどのように組み合わせれば最良の効果が得られるかを研究しました。最終的にガリレオは、一方の管の一端に凸レンズを、もう一方の管の一端に凹レンズを付けた 2 本の管を作りました。チューブの 1 つはわずかに細くなっており、もう 1 つのチューブに入れて自由にスライドできるようになりました。このように、観察するときに前後に調整して適切な距離を選択できます。研究と実験を重ねた結果、 1609年についに世界初の32倍の望遠鏡が発明されました。

望遠鏡の真の価値はガリレオの科学実験によって確認されました。 1609年、ヴェネツィアにいたガリレオは友人からの手紙でリッペルハイの望遠鏡について知りました。彼はパドヴァに戻り、天体望遠鏡の製作を始めました。 45歳の教授は3か月も経たないうちに2つの望遠鏡を模倣した。さらに珍しいのは、学者や裕福なビジネスマンが遊ぶためのおもちゃとして、あるいは遠くの山々を眺めるためのおもちゃとして使うだけでなく、星空に向けていたことです。それ以来、天文学者たちの前に宇宙の謎へとつながる扉が開かれたのです。

1609年12月、ガリレオは自作の望遠鏡で月を観察しました。彼は、月の表面はアリストテレスが言ったように完璧ではなく、穴や凹凸に満ちていることを発見しました。月は、側面が高く、中央が低いリング状の構造で覆われています。これらは後世の人々が「クレーター」と呼んだものである。さらに重要なことは、月は神によって創造されたものではなく、天国にあるものは必ずしも完璧ではないということを学んだことです。彼は、地球と同じように、月も現実の世界であると信じていた。もしかしたら、あの洞窟には謎の「月人」が住んでいるのかもしれません。

次に、ガリレオは輝く星々に注目しました。望遠鏡で見ると星は同じに見えましたが、目に見えて明るくなり、以前は肉眼では見えなかった小さな星がたくさん現れました。その結果、彼は世界で初めて天の川の謎を解明した人物となった。それは「天の川」ではなく、無数の星が絡み合った輝きだったのだ。これらすべてから、彼はコペルニクスが言った「星は私たちから非常に遠く離れている」という言葉が真実かもしれないと信じるようになった。そうでなければ、なぜ望遠鏡で星を拡大できないのか。

ガリレオは惑星に注目した。 1610 年 1 月 7 日、彼は木星の小さな黄色がかった丸い表面を観測し、惑星が実際には恒星よりもはるかに近いことを証明しました。同時に、彼はすぐに、木星の隣にほぼ一直線に並んだ 4 つの小さな光点があることを発見しました。数か月にわたる追跡観測の結果、彼は、それらのすべてが月が地球の周りを回るのと同じように木星の周りを回っており、木星の衛星に違いないと確信した。これは、すべての天体が地球の周りを回っているわけではないことを示しています。したがって、これはコペルニクスの地動説の最初の観測的根拠となった。

ガリレオの発見を記念して、後世の人々は木星のこれら 4 つの大きな衛星を「ガリレオ衛星」と呼びました。月よりわずかに小さいエウロパを除いて、他の3つは月より大きいです。エウロパは、氷の層の下に液体の水の海があるため、天文学者にとって注目の天体です。

1610年、彼は金星が満ち欠けする周期の変化があることを発見した。この発見はコペルニクスの地動説の正しさを強力に証明した。彼は新たな発見を「星界からの報告」という本にまとめ、その本の出版は大きな反響を呼びました。しかし、神学者たちは望遠鏡を「悪魔の発明」と呪い、ガリレオは地動説を推進したとして教会から迫害された。しかし、彼の業績は科学の道を切り開き、宗教の優位性を揺るがし、ガリレオ自身が近代実験科学の創始者となった。

ガリレオは真実を守るために不屈に戦った科学戦士でした。当時、人々は「コロンブスが新世界を発見し、ガリレオが新宇宙を発見した」というニュースを広めようと競い合っていました****。

エンゲルスは彼を「どんな障害があっても古い理論を打ち破り、新しい理論を創造する巨人の一人」と呼んだ。スティーブン・ホーキングはこう言った。「ガリレオはおそらく他の誰よりも自然科学の誕生に貢献した。」

総合編集：ポピュラーサイエンスチャイナ「宇宙と空間」WeChat公式アカウント